عمودي گفا جي مٿاڇري کي خارج ڪندڙ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر (VCSEL) جو تعارف

عمودي گفا جي مٿاڇري جي اخراج جو تعارفسيمي ڪنڊڪٽر ليزر(وي سي ايس اي ايل)
عمودي خارجي گفا جي مٿاڇري کي خارج ڪندڙ ليزر 1990 جي ڏهاڪي جي وچ ۾ هڪ اهم مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ تيار ڪيا ويا جيڪي روايتي سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي ترقي کي متاثر ڪيو آهي: بنيادي ٽرانسورس موڊ ۾ اعليٰ بيم معيار سان اعليٰ طاقت واري ليزر آئوٽ پُٽ ڪيئن پيدا ڪجي.
عمودي ٻاهرين گفا جي مٿاڇري کي خارج ڪندڙ ليزر (ويڪسل)، جن کي پڻ سڏيو ويندو آهيسيمي ڪنڊڪٽر ڊسڪ ليزر(SDL)، ليزر خاندان جا نسبتاً نوان ميمبر آهن. اهو سيمي ڪنڊڪٽر گين ميڊيم ۾ ڪوانٽم ويل جي مادي ساخت ۽ ٿلهي کي تبديل ڪندي اخراج جي طول موج کي ڊيزائن ڪري سگهي ٿو، ۽ انٽراڪيوٽي فريڪوئنسي ڊبلنگ سان گڏ الٽراوائليٽ کان پري انفراريڊ تائين وسيع طول موج جي حد کي ڍڪي سگهي ٿو، گهٽ ڊائيورجنس اينگل سرڪيولر سميٽرڪ ليزر بيم کي برقرار رکندي اعليٰ پاور آئوٽ پُٽ حاصل ڪري ٿو. ليزر ريزونيٽر گين چپ جي هيٺئين DBR structure ۽ ٻاهرين آئوٽ پُٽ ڪپلنگ آئيني مان ٺهيل آهي. هي منفرد خارجي ريزونيٽر structure آپٽيڪل عنصرن کي فريڪوئنسي ڊبلنگ، فريڪوئنسي فرق، ۽ موڊ لاڪنگ جهڙن آپريشنن لاءِ گفا ۾ داخل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو، VECSEL کي هڪ مثالي بڻائي ٿو.ليزر ذريعوبايو فوٽونڪس، اسپيڪٽرو اسڪوپي کان وٺي ايپليڪيشنن لاءِ،ليزر دوائون، ۽ ليزر پروجيڪشن.
وي سي-سطح جي خارج ڪندڙ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو گونج ڪندڙ جهاز تي عمودي آهي جتي فعال علائقو واقع آهي، ۽ ان جي آئوٽ پُٽ روشني فعال علائقي جي جهاز تي عمودي آهي، جيئن شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. وي سي ايس اي ايل جا منفرد فائدا آهن، جهڙوڪ ننڍو سائيز، اعليٰ فريڪوئنسي، سٺي بيم معيار، وڏي گفا جي مٿاڇري کي نقصان پهچائڻ واري حد، ۽ نسبتاً سادو پيداواري عمل. اهو ليزر ڊسپلي، آپٽيڪل ڪميونيڪيشن ۽ آپٽيڪل ڪلاڪ جي ايپليڪيشنن ۾ بهترين ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو. جڏهن ته، وي سي ايس اي ايل واٽ جي سطح کان مٿي هاءِ پاور ليزر حاصل نٿا ڪري سگهن، تنهن ڪري انهن کي اعليٰ پاور گهرجن وارن شعبن ۾ استعمال نٿو ڪري سگهجي.

VCSEL جو ليزر ريزونيٽر هڪ ورهايل برگ ريفلڪٽر (DBR) تي مشتمل آهي جيڪو فعال علائقي جي مٿئين ۽ هيٺين ٻنهي پاسن تي سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي ملٽي ليئر ايپيٽيڪسيل ڍانچي تي مشتمل آهي، جيڪو ان کان تمام مختلف آهي.ليزرEEL ۾ ڪليويج جهاز مان ٺهيل گونج ڪندڙ. VCSEL آپٽيڪل گونج ڪندڙ جي هدايت چپ جي مٿاڇري تي عمودي آهي، ليزر آئوٽ پُٽ پڻ چپ جي مٿاڇري تي عمودي آهي، ۽ DBR جي ٻنهي پاسن جي عڪاسي EEL حل جهاز جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي آهي.
VCSEL جي ليزر ريزونيٽر جي ڊيگهه عام طور تي ڪجھ مائڪرون هوندي آهي، جيڪا EEL جي ملي ميٽر ريزونيٽر کان تمام ننڍي هوندي آهي، ۽ گفا ۾ آپٽيڪل فيلڊ اوسيليشن ذريعي حاصل ڪيل هڪ طرفي حاصل گهٽ هوندي آهي. جيتوڻيڪ بنيادي ٽرانسورس موڊ آئوٽ پُٽ حاصل ڪري سگهجي ٿو، پر آئوٽ پُٽ پاور صرف ڪيترن ئي ملي واٽ تائين پهچي سگهي ٿي. VCSEL آئوٽ پُٽ ليزر بيم جو ڪراس سيڪشن پروفائل گول آهي، ۽ ڊائيورجنس اينگل ايج ايميٽنگ ليزر بيم کان تمام ننڍو آهي. VCSEL جي اعليٰ طاقت جي پيداوار حاصل ڪرڻ لاءِ، وڌيڪ حاصل ڪرڻ لاءِ روشن علائقي کي وڌائڻ ضروري آهي، ۽ روشن علائقي جي واڌ آئوٽ پُٽ ليزر کي ملٽي موڊ آئوٽ پُٽ بڻائيندي. ساڳئي وقت، هڪ وڏي روشن علائقي ۾ يونيفارم ڪرنٽ انجيڪشن حاصل ڪرڻ ڏکيو آهي، ۽ غير مساوي ڪرنٽ انجيڪشن فضول گرمي جي جمع کي وڌائيندو. مختصر ۾، VCSEL مناسب structural ڊيزائن ذريعي بنيادي موڊ سرڪلر سميٽرڪ اسپاٽ کي آئوٽ پُٽ ڪري سگهي ٿو، پر جڏهن آئوٽ پُٽ سنگل موڊ هوندو آهي ته آئوٽ پُٽ پاور گهٽ هوندي آهي. تنهن ڪري، ڪيترائي VCsel اڪثر ڪري آئوٽ پُٽ موڊ ۾ ضم ڪيا ويندا آهن.